注：内容主要参考《java并发编程的艺术》一书
为什么要使用ConcurrentHashMap？
在并发编程的时候使用HashMap容易导致程序死循环，而使用HashTable效率比较低
（1）线程不安全的Hashmap
为什么线程不安全？
a） hashmap是采用链地址法解决hash冲突的，底层由数组和链表构成。当多个线程对同一个哈希映射进行操作的时候，也就是对同一个数组位置进行修改，一个线程代用addEntry（）方法添加一个节点，然后第二个线程也添加一个节点，这时第二个线程的操作就会覆盖掉第一个线程的操作，造成数据丢失。
b） 除了数据可能丢失，Hashmap在并发执行put操作的时候还可能造成死循环。因为当多线程执行put操作的时候，Entry数组容量可能不够，就会进行扩容。假设其中一个哈希地址上有A和B两个元素。一个线程发现不够，准备扩容，就在这个时候，第二个线程介入了，第二个线程也发现容量不够开始扩容，扩大为原来的两倍，然后把A元素复制到新hash表中，接着把B元素查到链表的头部。这些完成之后，第一个线程又开始操作，导致A的next节点指向B元素，B的next节点指向A，形成了一个环形数据结构。一旦形成环形数据结构，Entry元素的的next节点永远不为空，就会出现死循环获取Entry元素的情况。
2）效率低下的hashtable
HashTable使用synchronized来保证线程安全，在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率很低。
为什么效率低下？
因为当一个线程访问HashTable的同步方法，其他线程也访问HashTable的同步方法时，就会进入阻塞或者轮询状态。比如，当线程1使用put方法添加元素的时候，线程2不仅不能使用put方法来添加元素，也不能使用get方法获取元素，于是竞争越激烈效率越低。
3）ConcurrentHashMap如何提高并发访问效率
HashTable在并发条件下访问效率低的原因是所有访问hashtable的线程都去竞争同意把锁。假如容器中有多把锁，每一把锁用来锁住容器里的一部分数据，当多个线程访问不同的数据段的数据时，线程之间就不会发生锁竞争的现象了，可以有效地提升并发访问效率。ConcurrentHashMap就是这么做的，叫做锁分段技术。首先把数据分为一段一段的进行存储，然后给以一个数据段配一把锁，当一个线程访问一个数据段的数据时，其他线程可以访问其他数据段的数据。
4）底层实现
ConcurrentHashMap的底层由Segment数组和HashEntry数组构成的。
static final class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable
Segment继承了RetrantLock，所以每一个segment都是一个可重入锁。每一个segment对应一个HashEntry数组，每一个HashEntry对应着一个链表结构的元素。这样每一个segment就守护者一个HashEntry数组中的元素，想要更改这些元素，首先要获得它对应的Segment锁。
4.1）定位segment
既然使用分段锁segment来保护不同数据段，那么在插入和获取元素的时候，要首先通过散列算法定位到Segment。在ConcurrentHashMap中会首先对元素的哈希值进行一次再散列。再散列的目的就是为了减少散列冲突，是元素能均匀地分布到不同的Segment上，提升容器的存取的效率。如果没有再散列，假如散列的质量很差，所有的元素都在一个Segment上，那么所有的线程都会竞争同一把Segment锁，不仅存取元素的速度很慢，分段锁也失去了意义。
在ConcurrentHashMap中我们主要关注get和put操作。
4.2）get操作
get操作的过程是：先经过一次再散列操作，使用这个散列值经过散列运算定位到Segment，在通过散列运算定位到需要的元素。
get操作比较高效的地方在于：在整个get过程不需要加锁，除非读到的值是空，才需要加锁重新读取。在HashTable中get操作是需要加锁的所以效率比较低。
如何实现不加锁的？
不加锁的原因是在get方法里把将要使用的共享变量定义成volatile变量，比如用来统计segment大小的count和HashEntry里用来存储值的value。定义成volatile的变量，能够在线程之间保持可见性，当多线程同时读的时候，保证不会拿到过期的值。
为什么不会读到过期的值？
因为根据java内存模型的happen-before原则，volatile变量的写操作优先于读操作，即使两个两个线程同时修改和读取volatile变量，get操作也能拿到最新的值。这是用volatile来替换锁的一个经典场景。
4.3）put操作
在put方法里需要对共享变量进行写入操作，为了保证线程安全，需要进行加锁。put方法首先定位到Segment，然后在Segment里记性插入操作。插入操作主要有两个步骤：
第一步：判断Segment里的HashEntry数组是否需要进行扩容
是否需要扩容？
Segment的扩容判断相比Hashmap更合适，因为Hashmap中是先插入元素再判断元素是否达到容量，如果扩容之后没有元素插入，这次扩容就没什么用了。 而Segment扩容是先判断容量是否超过阈值，再进行插入操作，可以避免这个问题
如何扩容？
扩容的时候，先创建一个大小是原来两倍的数组，然后把原数组的元素经过再散列之后复制过来。为了提高效率，并不会对整个容器进行扩容，而是只针对某个Segment进行扩容。
第二步：定位元素需要插入的位置，然后把元素放到HashEntry数组里面 。